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科学革命之 从炼金术到冶金矿物学 阿格里科拉《论金属》欧洲版《天工开物》

 isHistoria 2022-06-18 发布于广东
乔治厄斯·阿格里科拉,德国学者,科学家,被称为“矿物学之父”,地质学的先驱,也是第一个科学进行矿物分类的人。他最著名的作品金属》1556年)。

 

阿格里科拉

早期生活
阿格里科拉(Georgius Agricola,1494年3月24日-1555年11月21日)生于1494年,是萨克森州格劳乔图克马赫和法伯七个孩子中的第二。他的真名是格奥尔格·鲍尔。阿格里科拉是他的名字鲍尔的拉丁化版本,意思是农民。格奥尔格具有早熟的智力,早早地投身于追求“新学习”的事业,并在二十岁时被任命为所谓的兹威考大学派的杰出希腊语校长,并以语言学作家的身份出现。两年后,他放弃了他的任命,去莱比锡继续学习,在那里担任校长,他得到了古典文学教授彼得·莫塞尔拉努斯1493-1524)的支持,他是当时著名的人文主义者。在这里,他还致力于医学、物理学和化学的研究。在莫塞尔拉努斯死后,他于1524年至1526年去了意大利,并在那里获得了博士学位。
 
职业生涯
1527年他回到兹威考,被选为约奇姆斯塔尔镇医生这是一个采矿和冶炼中心,他的工作的一分部是“填补治愈技艺的空白部分关于矿物学的观察和使用矿石的治疗方法。他在语言学和哲学方面的全面基础使他习惯了系统的思考,这使他能够从他对矿物的研究和观察中构建出一个逻辑系统,并于1528年开始出版。(1530年)第一次尝试将实践工作所获得的知识简化为科学秩序,这引起了人们的注意——在书的开头有一封来自伊拉斯谟的批准信。

1530年,萨克森的莫里斯王子任命他为历史学家,领取年津贴,他迁移到矿业中心开姆尼茨Chemnitz,以扩大他的观察范围。1533年,市民们任命他为镇上的医生,以表达他们对他的学识的赞赏。那一年,他出版了一本关于希腊和罗马度量衡的书《De Mensuis et Ponderibus

后来,他被选为开姆尼茨市的市长。后来,开姆尼茨成为新教运动的暴力中心,而阿格里科拉对旧宗教的效忠从未动摇,他被迫辞职生活在当时有争议的运动之外,完全投入到学习。他的主要兴趣是矿物学,但他也专注于医学、数学、神学和历史主题并创作了大量的作品。
作品清单
Bermannus — sive de Re Metallica — 1530
De lapide philosophico — 1531
De Mensuis et Ponderibus — 1533
Dominatores Saxonici a prima origine ad hanc aetatem
De ortu et causis subterraneorum — 1544
De natura eorum quae effluunt e terra — 1545
De veteribus et novis metallis — 1546
De Natura Fossilium — 1546
De animantibus subterraneis — 1548
De Re Metallica — 1556
 
论金属
著名的作品《金属》De re metallica1556年在他死后出版。它是一篇关于采矿和冶金的完整和系统的论述,配有许多精细和有趣的木刻图画,并在附录中包含了在拉丁语文本中使用的技术术语的德语术语。它长期以来一直是一部标准著作。他相信斯托尔本的施洛斯堡的黑岩石和老普林尼的玄武岩一样,于是用这个名字命名,因此产生了一个岩石学术语,这个术语被永久地纳入了科学的词汇中。
 

论金属》,在他去世一年后出版,在接下来的几个世纪中成为地质学和矿物学的标准

阿格里科拉这本书献给著名的德国贵族,其中最重要的是萨克森储君莫里斯和他的兄弟奥古斯都,他们是他的主要赞助人。然后,他描述了古代和当代作家关于采矿和冶金的作品,主要的古代来源是老普林尼。阿格里科拉描述了几本与他同时代的书,主要是弗莱堡的卡尔布斯的德语小册子。

然后描述了炼金术的工作。阿格里科拉并不拒绝炼金术的概念,但指出炼金术的作品是模糊的,我们不知道有哪位大师因此致富。然后他描述了炼金术士欺诈骗术。阿格里科拉在完成他的介绍时解释说,由于没有其他作者完全描述过金属的艺术,所以他写了这本书,并阐述了他的12本的计划。最后,他再次直接向德国王子听众致辞,解释了从这种艺术中可以获得的财富
 
第一卷:支持和反对炼金术的争论
一卷包括了反对炼金术争论,以及阿格里科拉的反驳。他解释说,采矿和勘探不仅仅是运气和努力工作的问题;必须学习专业知识。一个矿工应该有哲学、医学、天文学、测量学、算术、建筑学、绘画和法律方面的知识,尽管很少有人是整个工艺的大师,大多数都是专家。这一卷列举了古典的参考文献。论的范围从哲学上反对金银本身毫无价值,到采矿对工人的危险,以及采矿对开采地区的破坏。他认为,如果没有金属,就不可能进行建筑或农业等其他活动。对矿工的危险被忽视;大多数的伤亡是由粗心大意造成的,其他职业也是危险的。矿山往往在山区和阴暗的山谷中,几乎没有什么经济价值。开垦矿山、清理木材作为燃料是有利的,因为土地可以耕种。从被摧毁的森林中失去的食物可以用利润回报来代替,上帝把金属被放在地下,人类在从中提取和使用它们。最后,阿格里科拉认为,采矿是一项光荣而又有利可图的职业。
 
第二卷:矿工关于发现脉的论述
第二卷描述了矿工和脉的发现。阿格里科拉认为他的听众是矿主,或矿山的投资者。他建议业主住在矿井里,并任命好的代表。建议购买尚未开始生产的矿山以及现有矿山的股票,以平衡风险。这本书的下一节推荐了矿工应该勘探的区域。这些山通常是有木材的燃料和充足的水供应。一条可通航的河流可以用来运送燃料,但如果没有燃料,就只能开采黄金或宝石。道路必须良好,区域必须健康。阿格里科拉描述了从河流中寻找从脉中洗出来的金属和宝石。他还建议寻找暴露的矿脉,并描述了金属对覆盖在上面的植被的影响。他建议用挖沟来寻找地表下的。然后他描述了用分叉路线探测,尽管他自己不认同这种方法。最后,他评论了给脉或脉轴命名的做法。
 
第三卷:岩石中的脉、弦线和接缝
第三卷描述了人们可以找到的各种类型的脉。这些脉有30个不同形式的插图,构成了第三卷的大部分。阿格里科拉还描述了一个确定脉方向的指南针,并提到一些作家声称,某些方向上的脉是更丰富的。他还提到了太阳将矿脉中的金属吸引到表面的理论他自己对此表示怀疑。最后,他解释说,黄金不是在河床中产生的,东西河流的产量并不一定比其他河流高。金出现在溪流中,因为它被水从矿脉中剥离出来了。
 
第四册:划定脉和采矿官员的职能
第四卷描述了一个名叫伯格梅斯特的官员是如何负责采矿的。当发现一条矿脉时,他就把这块土地标记米尔斯meers)。这本书的其余部分涉及采矿的规律。有一节是关于如何划分矿山的。文中还说明了其他各种官员在管理矿山和对生产征税方面的作用。矿工们的轮班都是固定不变的。该矿的主要贸易由伯梅斯特和他们的工头管理。
 
第五卷:矿石的挖掘和测量
第五卷涉及地下采矿和测量。当地下的矿脉被开采时,开始使用一个竖井,在上面放置一个带有锚机的木棚。在底部沿着脉延伸挖掘宽度刚好足够容纳一个人。整个脉都应该被开采。有时,道最终会与山坡上的一个道口相连。当打桩机和交叉脉发生时,应采用交叉道或竖井进行勘探。阿格里科拉接下来描述了金、银、铜和汞可以天然金属的形式找到,其他的则非常罕见。详细描述了金银矿石。

阿格里科拉接着说,除非矿石含量丰富,否则很少值得挖掘其他金属。有些矿场有宝石,但宝石很少有自己的矿脉,磁石可在铁矿处找到钻石可在银矿场偶尔发现各种矿物和土壤的颜色可以用来显示金属矿石的存在。实际的采矿工作随着岩石的硬度而变化,最软的是用镐头工作的,需要用木头来支撑,最硬的通常是用火打碎的。铁楔、锤子和撬棍被用来打碎其他岩石。书中描述了有毒气体和渗水的情况。介绍了用木材支架支撑隧道和竖井的方法。这书以一篇关于测量的长篇论文结束,展示了在脉和隧道的确定所需的仪器和技术。 

 
第六:矿工的工具和机器
第六卷广泛说明和描述与采矿相关的工具和机械。介绍了手推车和不同种类的水桶、独轮车和卡车。运送马匹和雪橇被用来在地面上搬运货物。然后,阿格里科拉提供了各种提升机器的细节。其中一些是人力驱动的,另一些最多由四匹马或水轮驱动。

类似的机器不是使用水桶链来提升水。阿格里科拉还描述了几种活塞泵,这是人或动物或由水轮动力。这些泵能提升最深大约24英尺的矿井。在本中也介绍了水管的设计。文中还描述了使用风扇或风箱进行通风或强制空气使用的风斗的设计。最后,使用柳条笼子的梯子用来安装竖井让矿工上下。 



 
第七卷:关于矿石的测定
第七卷涉及到分析技术。详细介绍了对熔炉的各种设计。描述了灰皿、坩埚、和炉子。正确使用灰皿的方法是首选山毛榉灰烬覆盖。描述了各种其他添加剂和配方,但阿格里科拉没有在它们之间进行判断。三角形坩埚和烧炉是由粘土和磨碎的坩埚或砖制成的。阿格里科拉详细描述了哪些物质应该一样连续熔炼或分析。

矿石燃烧显示的颜色不同,表明不同金属的存在这可以帮助选择。铅应不含银或单独测定。准备好的矿石用纸包裹起来,放在坩埚上,然后放在炉中覆盖着燃烧木炭的火炉下。灰皿应同时加热。去除坩埚,金属转移到灰皿中或者,矿石可以在三角形坩埚中熔炼,然后加入到灰皿中,与铅混合。灰皿被放置在炉中,铜的化合物与铅被分离,留下贵金属。金和银是用一种可能是硝酸的液体来分。阿格里科拉描述了确保铅量正确的预防措施,也描述了黄金与汞的混合。锡的分析技术是通过合金如银锡的形式表述的。讨论了用试金石来测定金银的方法。最后,给了详细的产量的计算的例子。
 





 

 
第八:烘烤、破碎、洗矿
第八卷中,阿格里科拉提供了对不同矿石的选矿的详细描述。他描述了矿石分类、焙烧和破碎的过程。详细讨论了用水清洗矿石,例如使用洗涤器和洗涤台。介绍了几种不同类型的矿石破碎和清洗机械,并描述了不同金属和不同地区的不同技术。

 
第九卷:矿石的冶炼方法
第九卷描述了冶炼,它被阿格里科拉描述为用火来完善金属。首先介绍了熔炉的设计这些是非常相似的冶炼不同的金属,由砖或软石建造,前面是砖,后面是机械驱动的风箱。在前面是一个叫做前炉的坑来接收金属。炉内填充矿石和碎炭并点燃。在一些金银冶炼过程中,由于矿石的相对量很少,产生了大量的矿渣,必须在不同的时间打开排废孔,以去除不同的矿渣。
 
当炉子准备好时,前炉充满熔化的铅。在另一个熔炉中,冶炼可以连续,如果矿石中没有,就把铅放入炉中。矿渣从金属的顶部撇去。含金的铅被分离,富含金属的矿渣可以被重新冶炼。其他冶炼工艺也类似,但不添加铅。阿格里科拉也在这本书中描述了坩埚钢制造汞和铋蒸馏。 

 
第十卷:分离银和金以及从金或银中分离
阿格里科拉在第十卷中描述了用酸来分银和金。他还描述了用硫化锑加热,会产生硫化银和金锑的混合物。金和银可以通过吹灰法来回收。黄金可以用盐或汞分本卷还描述了使用灰皿作大规模的灰皿提炼法。
 
第十一卷:银与铜的分离
第十一卷描述了从铜或铁中分离出银。这是通过在略高于铅的熔点的温度下加入大量的铅来实现的。铅会和银一起液化。这个过程需要重复好几次。铅和银可以通过吹灰法分离。
 
第十二卷:制造盐、苏打水、明矾、硫酸盐、硫磺、沥青和玻璃
第十二卷,描述了阿格里科拉所说的“果汁”的制备方法:盐、苏打水、明矾、硫酸盐、硝石、硫磺和沥青。最后,讨论了玻璃制作。阿格里科拉似乎对这个过程不那么成熟。他不清楚用原料制作玻璃,但更清楚再熔玻璃来制造物体。
 
遗产
尽管早期有证据证明阿格里科拉容忍自己的宗教态度,但他没有在和平中结束他的日子。直到最后,他仍然是一个坚定的天主教徒,尽管所有的开姆尼茨都接受了路德教义,据说他的生命因与新教神的激烈讨论引起的中风而结束了。他于1555年11月21日在开姆尼茨去世——神学上对他的感情如此强烈,以至于他不被允许埋葬在他增添光彩的小镇上。在敌对的示威活动中,他被带到大约50公里外的泽茨,并被埋葬在那里。
 

位于德国格劳乔的乔治厄斯·阿格里科拉纪念

进一步阅读
1. Gillispie, Charles Coulston. Dictionary of scientific biography. New York: Scribner, 1970. ISBN 0684101211
2. Merchant, Carolyn. The death of nature: women, ecology, and the scientific revolution. San Francisco: Harper & Row, 1980. ISBN 9780062505712
3. Wilson, A. J. The living rock: the story of metals since earliest times and their impact on developing civilization. Cambridge, England: Woodhead Pub., 1994. ISBN 9781855731547
4.https://www./biography/Georgius-Agricola
5. https://ucmp./history/agricola.html
6.https://www./entry/Georgius_Agricola
7.https://academic./toxsci/article/69/2/292/1679668?login=false
8.https://www./biografia/verDetalle/5572/Georgius%20Agricola
9.https:///web/georgius.agricola/3722449
10. https://www./agricola.html
11.https://www./georgius-agricola-biografia-y-aportes/

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